心理学部教授团队在Appetite发文揭示超重肥胖人群食物相关抑制控制的神经机制

心理学部教授团队在Appetite发文揭示超重肥胖人群食物相关抑制控制的神经机制

肥胖是一种慢性、复发性、渐进性的公共健康问题，给社会带来了巨大的经济和健康负担。随着经济发展和生活方式的改变，"致胖环境"已无处不在，促使人们的饮食结构和活动水平发生显著变化，从而导致肥胖和超重人群的增加。中国可能已经成为世界上肥胖人口最多的国家之一。高BMI与多种疾病，如癌症、心脏病、糖尿病和心血管疾病的发病率相关，并且与焦虑、抑郁等心理健康问题有关。深入研究肥胖的致病机制，促进有效的肥胖预防和干预具有迫切性。过去的研究表明，在面对高热量食物的诱惑时，抑制控制能力较差的个体会难以抵抗诱人、美味、高热量食物的吸引力，可能导致较高的BMI。因此，有效的抑制控制可能是一种保护因素，有助于人们克服过度进食并保持健康的体重。

为了探究BMI较高的个体（BMI>25 kg/m2）在食物方面的抑制控制与健康体重个体的差异，我们采用了行为和神经成像的研究方法。通过使用功能磁共振成像（fMRI）技术，我们在食物特异版本的停止信号任务（Stop-signal）中研究了BMI较高的个体是否存在对由食物刺激引发反应的抑制缺陷，以及与抑制控制相关的大脑功能是否受损。共115名参与者参与了我们的实验，其中包括50名超重和肥胖的个体以及65名正常体重的个体（控制组）。其中，59名参与者（超重和肥胖组31人，正常体重组28人）参与了磁共振成像实验。参与者被要求完成食物特异版本的停止信号任务，并填写冲动和耶鲁食物成瘾量表。

图 1 Sop-signal任务的实验流程图（被试需要对图片的边框颜色进行分类按键反应，但有声音出现时则不能做按键反应）

行为结果表明，与BMI健康的个体相比，BMI较高的个体在对食物特异的停止信号反应时（SSRT）表现出明显延迟，即更难以抑制对食物的反应，而在对中性刺激的抑制控制方面没有显著差异。进一步比较BMI较高的个体对食物和中性刺激的抑制控制时，发现两种刺激之间的SSRT没有显著差异。因此，较高的BMI和受损的抑制控制之间的关系不仅特定于与食物背景，更可能是一个普遍的问题。

图2 抑制控制（食物与中性刺激）与BMI之间的关系

根据全脑分析结果显示，在Go反应试次中（Go_food vs Go_landscape），相较于中性刺激，BMI较高的个体在中央前回、缘上回和楔前叶的激活较低（图3A）。而在成功的停止反应试次中（Stop_food vs Stop_landscape），我们观察到BMI较高的个体在楔前叶、额上回和缘上回的活动也较少（图3B）。另外，我们选取了右侧额下回作为感兴趣区域，在成功的停止反应试次中发现，BMI较高的个体的右侧额下回激活与抑制能力呈现负相关（图4）。这些结果表明，右侧额下回可能在调节与食物相关的反应抑制过程中发挥了一定的作用。

图3 停止信号任务中的大脑激活差异（健康的BMI组 >较高的BMI组）

图4 在成功的停止反应试次，较高BMI个体的右侧额下回的BOLD信号及与SSRT的相关

通过揭示高BMI个体在抑制性控制的认知和神经机制方面的差异，有助于我们理解高BMI的风险因素。这为我们设计和实施干预措施和治疗方案来应对超重和肥胖问题提供了指导。例如，通过认知训练来增强参与反应抑制的脑区的活跃度，有可能降低高热量食物的摄入量。然而，我们仍需要进一步的研究来更好地理解这些机制，并开发更有效的干预措施。这将有助于改善人们的饮食行为，减少超重和肥胖的发生率，从而提高公众健康水平。

该研究《Neural differences of Food-Specific inhibitory control in people with healthy vs higher BMI》已于2023年6月28日在线发表于行为科学领域期刊Appetite（影响因子5.4，JCRQ1，中科院小类行为科学一区）。论文第一作者为西南大学2019级硕士毕业生刘星，通讯作者为何清华教授，合作者包括澳大利亚墨尔本大学的Ofir Turel教授。该研究得到了国家自然科学基金、西南大学2035先导计划、高端外国专家引进计划（Turel教授）等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.appet.2023.106759

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